CN109416089A - 用于维持液压式致动器装置中的液压液的压力水平的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于维持液压式致动器装置(100)中的液压液的压力水平的方法，特别是用于将压力水平维持在与运行点相关联的目标压力值以上，其中，在液压致动器装置(100)中，体积流量源(104)通过填充有液压液的压力管路(106)与液压缸(108)相连接，并且运行点对应于致动器装置(100)的位置，其特征在于，该方法包括调节滞后(166，168)。

Description

用于维持液压式致动器装置中的液压液的压力水平的方法

技术领域

本发明涉及一种用于维持液压式致动器装置中的液压液的压力水平的方法，特别是用于将压力水平维持在匹配运行点的目标压力值以上的方法，其中，在液压式致动器装置中，体积流量源通过填充有液压液的压力管路与液压缸相连接，并且运行点对应于致动器装置的位置。

背景技术

从DE 10 2012 021 211 A1中已知一种用于确定在用于机动车驱动系的液压致动器装置中的调节参数的方法，其中，致动器装置包括泵和液压缸，其中，泵的压力接口与液压缸的接口相连接，其中，调节参数是流体的体积的函数，流体的体积由泵输送，以调整致动器装置的预定运行点，其中，运行点通过泵的运行点-转速值和泵的运行点-控制值中的一个数值对来限定，控制值特别是泵的电动机的电流。该方法具有以下步骤：

-将泵调节到运行点-转速值，以便泵输送对应于该运行点的转速值的流体体积流；和

-关于时间对流体体积流进行积分，直到致动器装置的最终运行状态，其中泵的控制值小于等于运行点-控制值。运行点优选地是借助于液压致动器装置来操作的摩擦离合器的接合点。

从WO 2015/154767 A2中已知一种用于机动车的驱动系的离合器模块，该离合器模块包括离合器装置和操作装置，该离合器装置能由内燃机的输出轴驱动并且具有能调节的压板，该操作装置包括操作活塞和借助于管路系统与该操作活塞液压式连接的泵，其中，泵被如此地容纳在与离合器装置的配对板抗扭连接的泵容纳壳体中，使得泵在内燃机的至少一个运行状态下通过与输出轴的共同作用而被驱动，并且操作活塞如此地通过至少一个高压管路与泵连接，使得压板能够根据由泵在高压管路中产生的压力水平在断开位置和接合位置之间移动，其中，在管路系统中布置影响高压管路中的压力水平的、减小管路横截面的横截面限制装置。

从WO 2015/149778 A1中已知一种用于流体地操作变速器和用于流体地操作双离合器的两个分离合器的变速器控制器，该变速器包括多个档位，这些档位能够借助于变速器致动器装置来选择和切换，其中，该变速器控制器包括两个换向泵致动器，换向泵致动器分别与分离合器中的一个相关联并且换向泵致动器分别具有两个接口，流体“与”阀被连接到接口上，“与”阀具有作为第三接口的储液箱接口，其中，变速器致动器装置经由流体“或”阀连接到两个换向泵致动器上。

在2015年3月11日申请的DE 10 2015 204 383.5描述了一种用于调节和适配液压致动器装置的运行点的方法，其中体积流量源通过填充有液压液的压力管路与液压缸连接，其中，液压液的体积通过体积流量源来调节，并且在要通过致动器装置操作的装置的预定的参数的情况下，运行点对应于致动器装置的位置，其中，用于调节运行点所需的液压液的体积从体积流量源和/或体积流量源电动机的旋转位置导出。用于调节运行点所需的液压液的体积在预定的运行点以下时通过旋转角度调节来调节，并且在预定的运行点以上时通过由压力/角度调节器实施的压力调节来调节。由此，在压力值不能充分地测量的范围中，通过旋转角度调节来代替压力调节。

在2016年1月26日申请的DE 10 2016 201 049.2描述了一种用于精确调节液压致动器装置的运行点的方法，其中体积流量源经由填充有液压液的压力管路与至少一个液压缸相连接，其中，液压液的体积通过体积流量源来调节，并且在待由致动器装置操作的装置的预定的参数的情况下，运行点对应于液压致动器装置的位置，其中，为了确定运行点，自开始操作液压致动器装置起，对由体积流量源经过的角度增量和/或转数进行计数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是改进开头提到的方法。

该技术问题通过一种用于维持液压致动器装置中的液压液的压力水平的方法来实现，其特别是用于将压力水平维持在与运行点相关的目标压力值以上，其中，在液压致动器装置中，体积流量源通过填充有液压液的压力管路与液压缸相连接，并且运行点对应于致动器装置的位置，其中，该方法包括调节滞后。

由于该方法包括调节滞后，减少了致动器装置在较高负载范围内，即在较高压力范围内的功率消耗。

调节滞后能够是压力调节滞后。调节滞后优选地是非对称的，从而例如能够保持由致动器装置操作的离合器不打滑。调节滞后是能参数化的。该方法能够包括滞后特性曲线。由此该方法能够例如匹配将由离合器传递的力矩。

体积流量源能够具有由电动机驱动的泵。优选地，一旦在液压缸中的压力达到或低于下切换点，就接通体积流量源，并且一旦液压缸中的压力达到或超过上切换点，就断开体积流量源。

用于调节压力水平所需的液压液的体积能够在低负载范围内通过旋转角度调节来调节并且在较高负载范围内通过压力调节来调节。由此能够确保，在液压致动器装置的各种最不同的位置上能够确定精确的特性曲线，这是因为在压力值不能充分测量的范围中，压力调节由旋转角度调节来代替。

用于调节运行点所需的液压液的体积能够从体积流量源和/或体积流量源电动机的旋转位置导出。这具有以下优点，即利用了由体积流量源(例如泵或静液压主动活塞)输送的体积与体积流量源的角度位置之间的比例关系，该比例关系通过体积流量源的预定的每转的体积冲程实现。通过使用体积流量源的或电动机的旋转角度以及在旋转角度和被输送的体积之间的固定关系，能够可靠地创建液压致动器装置的，优选地在低压力范围内的特性曲线。由于能够直接测量体积流量源的旋转角度，因此能够取消对液压液的体积流的积分。

致动器装置能够是离合器致动器装置。离合器致动器装置能够借助于调节滞后保持不打滑。离合器致动器装置能够具有至少一个离合器，该离合器具有至少一个离合器盘。离合器盘能够用于摩擦离合器装置。摩擦离合器装置能够用于由内燃机驱动的机动车辆的驱动系。驱动系能够包括内燃机。驱动系能够具有扭振减振器。驱动系能够具有变速器。驱动系能够具有至少一个能驱动的车轮。摩擦离合器装置能够布置在驱动系中。摩擦离合器装置能够布置在内燃机和变速器之间。摩擦离合器装置能够布置在扭振减振器和变速器之间。

驱动系能够是用于机动车辆的混合动力驱动系。驱动系能够是并联式的混合动力驱动系。驱动系能够是全混合动力驱动系。驱动系能够具有第一能量转换器和第二能量转换器。第一能量转换器能够用于将化学能转换成动能。内燃机能够是第一能量转换器。内燃机能够借助诸如汽油、柴油、液化石油气(Liquefied Petroleum Gas，LPG，GPL)、压缩天然气(Compressed Natural Gas，CNG)或液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)的碳氢化合物运行。内燃机能够借助氢气运行。为了向第一能量转换器供应能量，能够设置第一能量存储器。第一能量存储器能够是流体罐。第二能量转换器能够用于将电能转换为动能。电机能够是第二能量转换器。电机能够作为电动机运行。电机能够作为发电机运行。电机能够在结构上将电动机和发电机组合成一体。为了向第二能量转换器供应能量，能够设置第二能量存储器。第二能量存储器能够是电能量存储器。第二能量存储器能够是蓄电池。第一能量转换器和/或第二能量转换器能够用于选择性地或并行地驱动机动车辆。

摩擦离合器装置能够具有输入部件。摩擦离合器装置能够具有输出部件。输入部件能够借助于内燃机来驱动。借助于输出部件能够驱动变速器。摩擦离合器装置能够实现起步以及切换变速器的速比。

摩擦离合器装置能够具有单离合器。摩擦离合器装置能够具有双离合器。摩擦离合器装置能够具有干式离合器。摩擦离合器装置能够具有湿式离合器。摩擦离合器装置能够具有单盘离合器。摩擦离合器装置能够具有多片式离合器。摩擦离合器装置能够具有自动断开的离合器。摩擦离合器装置能够具有自动接合的离合器。摩擦离合器装置能够具有压式离合器。摩擦离合器装置能够具有拉式离合器。摩擦离合器装置能够借助于离合器踏板操作。摩擦离合器装置能够自动化地操作。

摩擦离合器装置能够从完全断开的操作位置开始一直到完全接合的操作位置上根据操作实现增加的机械动力的传递，在完全断开的操作位置上，在输入部件和输出部件之间基本上不生产动力传递，在完全接合的操作位置上，在输入部件和输出部件之间基本上完整地传递动力，其中，在输入部件和输出部件之间的动力传递是以摩擦接合的方式进行的。相对地，能够从完全接合的操作位置开始一直到完全断开的操作位置，根据操作实现减少的机械动力的传递，在完全接合的操作位置上，在输入部件和输出部件之间基本上完全地传递动力，在完全断开的操作位置上在输入部件和输出部件之间基本上不产生动力传递。完全接合的致动位置能够是闭合的操作位置。完全断开的操作位置能够是打开的操作位置。

概括地并且换句话说，通过本发明提供一种针对这样的技术问题的解决方案，即所有类型的泵都具有尤其是与压力相关的泄漏，由此在技术上无法实现完全密封的系统结构。这导致由现有技术中已知的系统由于泄漏导致压力下降，该压力下降必须随时通过调节来补偿。系统的连续的重新调节可能意味着致动器的高的功率消耗，这是因为在此情况下仅涉及非常小的泄漏体积流量。由此在泵的转速很低并且使得泵的电动机的效率很低，这是因为在这种情况下，高负载力矩(压力+摩擦)需要始终很高的电动机电流，这导致很高的欧姆损耗。由于斯特里贝克摩擦(Stribeck-Reibung)，损耗在低转速时额外地增加并因此导致功率需求增加。

特别是从在2015年3月11日申请的DE 10 2015 204 383.5中已知的压力调节能够通过根据本发明的方法补充有针对性的调节器-滞后，该调节器-滞后能够根据运行点和/或力矩精度的需要进行参数化。调节器-滞后有助于在保持泵的期间将与转速相关的摩擦最小化，因此在这些时段中，如果需要的话，也仅需要小的电动机电流。这是因为通过滞后需要更多的体积流，以使得离合器再次回到过压紧状态。更多的体积流能够以较高的动力和转速实现，使得在泵中的摩擦较小。由于泵中的摩擦相比恒定的再泵送更小，在这些时间段中的电动机电流减小。

该方法优选如此地设计，即在低负载范围中，体积调节是激活的，因为离合器特性曲线的斜率在该范围中是非常平坦的。在较高负载范围中，即在期望传递力矩的范围内，压力调节是激活的。这能够用滞后来补充，以使离合器进入过压紧状态。滞后-宽度优选地设计成非对称的，从而始终至少满足目标力矩。因此，在一个实施例中，泵-压力调节将35bar的目标压力调节到40bar、断开并且等待，直到压力由于泄漏而下降至35bar。该调节再次激活并再次将压力提高到40bar。在实际应用中，该压力差尤其取决于离合器的额定力矩。如果例如在两个离合器的力矩重叠的情况下或在起步期间需要高的力矩精度并且因此必须避免过压紧，则能够在需要时停止滞后。

优选如此执行设计滞后的实施，即能够相应于系统要求适配或校准滞后的宽度。因此能够使最佳的滞后宽度接近上级的控制结构的要求。例如，如果要求高动态性和/或高可用性，则通过滞后宽度来调整在要求和功率消耗之间的折衷。相反，如果要求降低的动态性并且不关注可用性，则能够通过滞后宽度来调整用于低功率消耗的最佳值。因此在平均时间上离合器致动器系统的显著消耗更少的功率。

此外，滞后能够以接通滞后和断开滞后的形式定义，从而不会发生低于目标压力的情况。如果考虑到离合器特性曲线的由摩擦引起的压力滞后，则应相应地在下降的压力滞后上方选择断开滞后。通过比在目标值附近的断开区域(上升的压力滞后)较小的区域来选择接通滞后。例如，如果断开滞后被校准到目标压力的+5％并且接通滞后被校准到目标压力的+1％，则产生在目标压力的+1％和+5％之间的目标压力偏差。

根据本发明的方法可包括压力调节。然而，本发明的教导也能够应用于其他的调节方法。如果用具有行程测量的中央分离装置补充目标系统(泵致动器+中央分离装置)，则能够提供中央分离装置的行程调节。因此，根据本发明的方法也能够应用于行程调节。

通过本发明提供了压力调节滞后，其确保在较高载荷范围内降低液压致动器装置中的功率消耗。特别地，这种滞后的使用只能在不打滑的运行状态下进行。特别地，借助于非对称的滞后，能够保持离合器不打滑。特别地，泵致动器能够在更高的效率范围内的有针对性地运行。特别地，根据离合器的运行点，能够通过滞后特性曲线将滞后参数化。特别地，能够根据于对力矩精度的需求进行滞后参数化的适配。

附图说明

下面参考附图详细地描述本发明的实施例。特征和优点从说明书中得出其他。该实施例的具体特征能够代表本发明的一般特征。该实施例的与其他特征相关联的特征也能够是本发明的单独特征。

附图示意性地并且示例性地示出：

图1示出了液压离合器致动器装置，

图2示出了图1的液压离合器致动器装置的离合器特性曲线，

图3示出了通过用于维持压力水平的调节机构来调整和适配图1的离合器致动器装置的运行点的方法的状态转换图，和

图4部分地示出了液压离合器致动器装置的离合器特性曲线，其补充有压力调节滞后的图示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的、被设计成液压离合器致动器装置100的实施例，该液压离合器致动器装置例如用在机动车辆的传动系中，其中，液压离合器致动器装置100用于操作离合器102。例如被设计成泵104的体积流量源经由高压液压管路106与液压缸108连接，该液压缸经由接合轴承110作用在离合器102上。通过泵104将液压液从液压容器112中经由低压液压管路114抽出并经由高压液压管路106供给到液压缸108。液压缸108的活塞通过液压液移位，由此接合轴承110运动并且离合器102也被移位。

泵104由电动机116驱动，角度传感器118被定位在该电动机上，该角度传感器确定电动机116的、旋转角度形式的旋转位置。用于测量在高压液压管路106中产生的液压液的压力p的压力传感器120被定位在液压缸108中。角度传感器118在此情况下能够被优选地设计为多匝传感器，该多匝传感器还检测超过360°的旋转角度。

在泵104旋转足够快的情况下，能够忽略泄漏或能重复地产生泄漏，因此，能够创建离合器特性曲线122，其示出在高压液压管路106中或在液压缸108中的压力p关于液压缸108的活塞的行程s的关系。在图2中的曲线图中示出这种离合器特性曲线122。由于摩擦，离合器特性曲线122呈示出压力滞后。由此离合器特性曲线122具有两个分支。离合器特性曲线122的上升分支124对应于为增大行程s而增大压力期间的压力p。离合器特性曲线122的下降分支126对应于为减小行程s而减小压力期间的压力p。

用于调整和适配离合器致动器装置100的运行点的方法被如此设计，即在低负载范围128中，体积调节138是激活的，在此离合器特性曲线122的斜度在该范围中是非常平坦的。在较高的负载范围130中，特别是在通过离合器102进行力矩传递的范围中，压力调节是激活的。由此在压力值不能充分测量的范围中，压力调节由体积调节138替代，特别是由电动机116或泵104的旋转角度的旋转角度调节替代。这种方法在2015年3月11日申请的专利文件DE 10 2015 204 383.5中被描述，它的与此相关的公开内容被明确地并入本文中。

为了将在液压缸108中的液压液的压力水平保持在与运行点相关联的目标压力值以上，将压力调节滞后补充到用于调整和适配离合器致动器装置100的运行点的方法。由于压力调节滞后，能够使离合器102进入过压紧状态。为此，该方法在较高负载范围130中包括接通极限132和断开极限134。

接通极限132在当前情况下是大致平行于离合器特性曲线122的下降分支126延伸的压力-行程曲线。接通极限132将压力p分配给预定的行程s，该压力p比离合器特性曲线122的下降分支126的匹配该行程s的压力p略高，例如高1％。

断开极限134在当前情况下是大致平行于离合器特性曲线122的上升分支124延伸的压力-行程曲线。断开极限134将压力p分配给预定的行程s，该压力p比离合器特性曲线122的上升分支124的匹配该行程s的压力p略高，例如高1％。备选地，断开极限134将压力p分配给预定的行程s，该压力比离合器特性曲线122的下降分支126的匹配该行程s的压力p高，例如高5％。

接通极限132和断开极限134是压力调节滞后的必要的组成部分，下面更详细地描述该压力调节滞后。

图3示出了用于调整和适配离合器致动器装置100的运行点的方法的状态转换图，该方法具有用于维持压力水平的相应的调节。首先，确定当前状态136，其中确定离合器致动器装置100是处于低负载范围128中还是处于较高负载范围130中。如果离合器致动器装置100处于低负载范围128中，则通过该方法进行体积调节138。如果离合器致动器装置100处于较高负载范围130中，则通过该方法进行压力调节140。在执行该方法期间，由于改变离合器致动器装置100的运行，能够进行从体积调节138到压力调节140的状态转换142和/或能够进行从压力调节140到体积调节138的状态转换144。

在压力调节140的状态下，能够存在子状态“压力调节滞后-接通”146和“压力调节滞后-断开”148。在这种情况下，特别是在未超出目标压力，例如由离合器特性曲线122的下降分支126限定的目标压力时，能够进行从“压力调节滞后-接通”146到“压力调节滞后-断开”148的状态转换150。同样，应当能够根据需要断开压力调节滞后，例如在两个离合器的力矩重叠的情况下或在起步期间需要离合器102的较高的力矩精度并且因此必须避免过压紧的情况下。

此外，能够进行从“压力调节滞后-断开”148到“压力调节滞后-接通”146的状态转换152，该状态转换152激活压力调节滞后，由此发生离合器102的过压紧。

图4在曲线图中部分地示出了离合器致动器装置100的离合器特性曲线122，其补充有压力调节滞后的图示。在这种情况下，由关于液压缸108的活塞的行程s的压力分布曲线示出离合器特性曲线122的上升分支124和下降分支126、接通极限132和断开极限134。离合器102在行程s上能传递的离合器力矩M由力矩特性曲线154示出。

目标力矩156与离合器致动器装置100的运行点相关联。与目标力矩156并因此与运行点相关联的行程s能够在图4的曲线图中读取并且用垂直线示出。力矩特性曲线154和垂直线的交点对应于目标力矩156。然而，目标力矩156也能够是不同的值，即，在力矩特性曲线154上位于图4的垂直线的更左侧或更右侧。目标力矩156尤其取决于离合器102必须能够传递的力矩。基于在图4中所示的目标力矩156，下面将描述压力调节滞后的作用方式。垂直线与离合器特性曲线122的下降分支126的交点给出在运行点处的目标压力。

图4的对应于运行点的行程s的垂直线与接通极限132的交点是下切换点158。下切换点158对应于在运行点处的接通点。图4的对应于运行点的行程s的垂直线与断开极限134的交点是上切换点160。上切换点160对应于在运行点处的断开点。如果液压缸108中的压力p在泵104停止工作的情况下达到或低于下切换点158，则启动泵104。如果液压缸108中的压力p在泵104工作的情况下达到或超过上切换点160，则关闭泵104。

对应运行点处的下切换点158的压力值比离合器特性曲线122的下降分支126的、对应运行点的值略高，例如高1％。由此得出，在压力p稍大于对应运行点的目标压力的情况下，已经启动泵104。在图4的曲线图中，对应该稍大的压力p的行程s由水平的接通线162与离合器特性曲线122的下降分支126的交点得出。

对应运行点上的上切换点160的压力值高于接通极限132的、对应该运行点的值，并且比上升分支124的、对应该运行点的值略高，例如高5％。由此得出，在压力p稍大于离合器特征曲线122的上升分支124的、对应运行点的压力的情况下，才将泵104关闭。在图4的曲线图中，对应该稍大的压力p的行程s由水平的断开线164与离合器特性曲线122的上升分支124的交点得出。

由于离合器特性曲线122的上升分支124与离合器特性曲线122的下降分支126不是一致，由此产生离合器特性曲线122的滞后，产生基于上述的方法流程压力调节滞后。该压力调节滞后具有上升分支166和下降分支168。

如果液压缸108中的压力p到达下切换点158，则启动泵104并且压力p相应于压力调节滞后的上升分支166升高。由于行程s增加，压力调节滞后曲线的上升分支166从离合器特性曲线122的下降分支126向离合器特性曲线122的上升分支124延伸。如果液压缸108中的压力p到达上切换点160，则将泵104关闭并且压力p由于泄漏而缓慢地并且相应于压力调节滞后的下降分支168下降。由于由此减小行程s，压力调节滞后的下降分支168从离合器特性曲线122的上升分支124向离合器特性曲线122的下降分支126延伸。压力调节滞后的上升分支166和下降分支168对应于大于匹配目标力矩156的运行点的压力。由此压力调节滞后被非对称地设计，并且总是超过目标力矩156。因此确保离合器102无滑动地运行。

附图标记列表

100 致动器装置，离合器致动器装置

102 离合器

104 泵

106 高压液压管路

108 液压缸

110 接合轴承

112 液压容器

114 低压液压管路

116 电动机

118 角度传感器

120 压力传感器

122 离合器特性曲线

124 上升分支

126 下降分支

128 低负载范围

130 较高负载范围

132 接通极限

134 断开极限

136 状态

138 体积调节

140 压力调节

142 状态转换

144 状态转换

146 压力调节滞后-接通

148 压力调节滞后-断开

150 状态转换

152 状态转换

154 力矩特性曲线

156 目标力矩

158 下切换点

160 上切换点

162 接通线

164 断开线

166 上升分支

168 下降分支

Claims (10)

1.一种用于维持液压式致动器装置(100)中的液压液的压力水平的方法，特别用于将压力水平维持在与运行点相关联的目标压力值以上，其中，在所述液压致动器装置(100)中，体积流量源(104)通过填充有所述液压液的压力管路(106)与液压缸(108)相连接，并且所述运行点对应于所述致动器装置(100)的位置，其特征在于，所述方法包括调节滞后(166，168)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节滞后是压力调节滞后(166，168)。

3.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述调节滞后(166，168)是非对称的。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述体积流量源具有由电动机(116)驱动的泵(104)。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，一旦所述液压缸(108)中的压力达到或低于下切换点(158)，就接通所述体积流量源(104)，并且一旦所述液压缸(108)中的压力达到或超过上切换点(160)，就断开所述体积流量源(104)。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述调节滞后(166，168)是能够参数化的。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括滞后特性曲线。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，用于调节压力水平所需的液压液的体积在低负载范围(128)内通过旋转角度调节来调节，并且在较高负载范围(130)内通过压力调节来调节。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述致动器装置是离合器致动器装置(100)。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，借助于所述调节滞后(166，168)保持所述离合器致动器装置(100)不打滑。